器官反求CAD建模中的虚拟测量

针对基于断层轮廓数据反求CAD建模中曲面品质较差的问题，提出一种基于复合三角Bezier曲面的局部虚拟测量方法。首先分离品质较差的局部曲面，然后拟合局部曲面的散乱点得到光顺的中间曲面模型，最后将中间曲面离散得到修正的曲面模型。算例表明，利用局部虚拟测量方法可以明显提高器官重构曲面模型的品质。该方法也可以用于改善零件反求CAD中曲面局部特征的品质。     

基于图的网格分割

为了简化模型的反求过程，提出了一种基于图的网格分割算法，分别以网格中的顶点和三角面片作为图中的元素,生成两种未定向加权全连通图的表达.对于由顶点生成的图，把网格顶点的几何信息转化为颜色信息，对曲率计算引入的噪声采用中值滤波和均值滤波的方法滤除，并利用顶点之间颜色的差别作为图中连接相邻元素的边的权.对于由三角面片生成的图，利用相邻面片的二面角作为图中相邻元素的边的权，然后利用一个不相交集合的森林分割图来实现网格的分割.结果表明，这种分割方法可以快速、有效地实现网格的分割     

航空整体结构件铣削加工变形预测研究

为了揭示航空框类整体结构零件铣削加工的变形行为，提出了一种基于接力计算模型的航空整体框结构零件铣削加工全过程物理仿真方法，阐述了接力计算的基本原理，设计了接力计算系统的完整框架.基于以上接力计算系统，通过将零件加工工艺信息转化为有限元仿真计算信息，采用有限元模型对整体框结构零件进行了铣削加工全过程数值模拟.模拟综合考虑了材料毛坯内初始残余应力、切削载荷、加工顺序和走刀路径等因素.通过铣削加工实验验证了建立的有限元模型的正确性.研究结果表明，基于接力计算的数值模拟方法是研究航空整体结构零件铣削加工变形的有效方法，可正确预测零件加工变形.     

复杂型面逆向工程设计系统的研究

本文从复杂曲面测量、造型与加工等方面介绍了逆向工程设计系统软件3MS的组成、功能设计及所采用的关键技术。大量的应用实例表明这一系统能够广泛应用于汽车、摩托车及一般民用工业，可解决构型十分复杂，形状和边界极不规则曲面产品的测量造型和数控加工问题。     

反求工程CAD软件RE-SOFT及其应用

RE-SOFT软件是基于三角Bezier曲面理论开发的,适用于复杂曲面反求工程CAD建模的软件。UGⅡ是一个成功的CAD/CAE/CAM软件,但在反求工程CAD应用方面因受到自身功能的限制,目前还难以解决复杂形状曲面的测量造型问题。结合复杂型面反求工程CAD三维建模问题的特点,提出通过专用反求工程CAD软件RE-SOFT与UGⅡ结合的建模方法,成功地解决了一些复杂曲面零件的反求工程CAD建模问题。     

大型飞机总装配中支撑点设计分析技术

当采用多个数控定位器对飞机机身进行支撑和定位时,由于重力载荷等因素的影响,机身会产生变形,而机身的变形可能导致装配过程中对机身制造和装配准确度的误判.为了保障飞机的整机装配质量,需要给出合理的机身支撑点数量和位置.根据某大型飞机的全机对接装配问题,建立机身的有限元模型,研究了不同支撑条件下飞机的变形性态,分析了定位器的数量、布局以及工艺接头的安装位置等因素对机身变形的影响,结果表明：当机身姿态角度参数由0°变化到10°时,机身测量点平均误差值由0.641 0 mm变为0.910 0 mm,而测量点最大误差值变化并不明显;当工艺接头安装角度由 0°变化到15°时,机身测量点平均误差值由0.910 0 mm变为1.216 2 mm,测量点最大误差值由2.803 4 mm变为3.122 9 mm;机身分别采用三点支撑（1、2号支撑框位）,四点支撑（1、3号支撑框位）和六点支撑时,测量点平均位置误差分别为1.567 6、0.690 0、0.458 1 mm,测量点最大空间位置误差分别为2.738 8、1.228 1、0.874 9 mm,根据计算结果和机身装配工艺要求,最终确定机身采用六点支撑.     

飞机翼身交点精加工通信系统设计与集成技术

针对飞机翼身交点精加工现场协调与监控不便,过多的人工参与会带来较大的风险和不确定性问题,为了消除机身、机翼制造与装配误差,提高自身制造准确度及翼身协调准确度,提出基于西门子SINUMERIK 840D数控系统的飞机翼身交点精加工通信系统的设计与集成方法.结合现场飞机数字化装配系统配置及翼身交点孔精加工工艺流程,有效集成数控加工技术及数字化孔/面测量技术,开发了数控机床状态监控、精加工任务管理和站位管理等功能.将可加工性评价、交点孔/面精加工和精加工检验等环节有机结合,实现了精加工过程的自动化集成.通过实际机型精加工应用验证,该软件系统满足实际工程需要.     

基于磁场磁力的铁粉纸屑分离机构设计

为了解决纸基蜂窝芯零件基于磁场和摩擦吸附原理固持方法中作为固持介质的铁粉在零件加工过程中掺杂蜂窝芯纸屑而不能重复使用的问题,提出基于磁场磁力的铁粉纸屑分离机构设计方案.根据蜂窝芯纸屑的存在形式,分离机构采用摆动筛和磁性分离的两级分离方式.根据摆动筛连杆机构的特性分析,采用调节偏心轮电机转速的方式来控制摆动筛的摆动频率.根据滚筒机构的结构形式,计算得到铁粉区域磁感应强度值应不小于0.107 T,采用调节滚筒驱动电机转速的方式来控制平带上吸附铁粉的厚度.根据有限元分析对比结果,采用带有导磁极的激磁组件结构形式,导磁极厚度应取15～20 mm,空气间隙应取20～25 mm．     

点云数据的几何属性分析及区域分割

为了提高参数化反求建模的效率,提出一种基于微分几何量统计分析的区域自动分割算法。该方法将点云划入规则分布的三维栅格;将栅格中测量点的几何属性值映射到法曲率坐标系和高斯球上,利用假设检验法识别映射点的分布模式;基于映射点的聚类性质、栅格的拓扑关系和分布拟合的结果分割与二次曲面、拉伸面和直纹面等特征曲面对应的数据区域。实例表明：该算法可以稳定、高效地提取点云中的特征信息,能够广泛应用于虚拟现实、计算机视觉等领域。     

点云数据中拉伸面特征的提取

根据拉伸曲面的定义,提出了一种基于点云数据的拉伸面的拉伸方向提取算法,首先,估算点云的主曲率和主方向,在过滤平面数据后计算最小主方向的平均方向,在噪声去除的基础上得到初始拉伸方向;然后,以点云在拉伸方向上的最小投影面积作为目标函数,对初始拉伸方向进行优化得到精确的拉伸方向,最后用几个实例证明了文中方法的正确性、可行性和适用性。